Kompozit petek kirişlerin sonlu elemanlar yöntemiyle statik ve serbest titreşim analizi

Abstract

Kompozit çelik ve beton kirişlerin kullanılması, bileşen malzemelerin en iyi mekanik özelliklerinin keşfedilmesini sağlayarak, daha ekonomik yapısal çözümlerin elde edilmesine olanak tanımaktadır. Çelik petek kirişleri, daha yüksek atalet momentine sahip genişletilmiş profillerden ürettikleri için bu malzemeyi kullanmak daha mantıklı hale gelmektedir. Aynı miktarda çelik kullanarak eğilmeye karşı daha yüksek bir direnç gösterdikleri için, bu malzemeyi kullanmak servis limiti yüksek olan durumlarda daha iyi performans göstermektedir. Bu yapısal sistemlerin kombinasyonu, iki sistemin avantaj ve dezavantajlarını dengeleyen kompozit petek kirişler ile sonuçlanır. Bu, malzeme tüketimini ve dolayısıyla üretilen çevresel etkileri azaltmayı mümkün kılmaktadır. Petek kirişlerin kullanılması, profil tablolarında mevcut olan I-şekilli profillerden daha yüksek mukavemete sahip kirişlerin elde edilmesini sağlar. Bu tez çalışmasının temel amacı, kompozit petek kirişlerin analizini teorik ve sayısal olarak incelemek ve eğilmeye daha dayanıklı kompozit petek kirişleri önermektir. Bunun için ANSYS programı kullanılarak bir örnek yardımıyla kompozit petek kiriş boşlukları etrafındaki gerilme dağılımının analizi yapılmıştır ve kiriş açıklığındaki tehlikeli noktalar belirlenmiştir. Aynı yük altında farklı konfigürasyonlara sahip kirişlerin hesap sonuçlarının karşılaştırılması bu tezde yer almaktadır.

The use of composite steel and concrete beams enables the best mechanical properties of the component materials to be explored, allowing for more economical structural solutions. It makes more sense to use this material as steel core beams produce expanded profiles with higher moment of inertia. Using this material will perform better in service limit situations, as they offer a higher resistance to bending using the same amount of steel. The combination of these structural systems results in composite castellated beams that balance the advantages and disadvantages of the two systems. This makes it possible to reduce the consumption of material and therefore the environmental impacts produced. The use of composite castellated beams allows beams to be obtained with higher strength than the I-shaped profiles already available in the profile tables. The main objective of this thesis is to make the theoretical and numerical analysis of composite castellated beams and to suggest the composite castellated beams of high flexural rigidity. For this, the stress distribution around the web openings of castellated beam is analyzed with the help of an example using the ANSYS program and the unsafe points in the beam span are determined. Comparison of the calculation results of beams with different configurations under the same load is included in this thesis.